Method Article

Analizzando la funzione di GTPasi Small Microiniezione di plasmidi in cellule epiteliali polarizzate

DOI:

10.3791/2645

May 31st, 2011

In This Article

Summary

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Questo articolo precisa le procedure necessarie per l'iperespressione e l'analisi delle piccole GTPasi in cellule epiteliali polarizzate usando la tecnica microiniezione.

Abstract

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Le cellule epiteliali polarizzare la loro membrana plasmatica in domini apicale e basolaterale biochimicamente e funzionalmente distinti in cui il dominio apicale si affaccia sul 'libero' delle superfici e la membrana basolaterale è in contatto con il substrato e le cellule vicine. Entrambi i domini di membrana sono separati da giunzioni strette, che formano una barriera alla diffusione. Apicale-basolaterale polarizzazione può essere riassunta con successo in coltura quando le cellule epiteliali, come Madin-Darby Canine Kidney (MDCK) sono teste di serie ad alta densità su filtri in policarbonato e coltivate per diversi giorni 1 2. Creazione e mantenimento di polarità delle cellule è regolata da una serie di piccole GTPasi della superfamiglia Ras come Rala, Cdc42, Rab8, Rab10 e Rab13 3 4 5 6 7. Come tutte le GTPasi queste proteine ​​ciclo tra un inattivo PIL legato Stato e un attivo GTP-bound stato. Specifiche mutazioni nelle regioni nucleotide binding interferire con questo ciclismo 8. Per esempio, Rab13T22N è permanentemente bloccato nella forma del PIL e quindi soprannominato 'dominante negativo', mentre Rab13Q67L non può più idrolizzare GTP e quindi è bloccata in uno stato 'dominante attivo' 7. Per analizzare la loro funzione nelle cellule entrambi gli alleli dominanti negativi e dominante attiva della GTPasi sono tipicamente espressa ad alti livelli di interferire con la funzione delle proteine ​​endogene 9. Un modo elegante per raggiungere elevati livelli di overespressione in un breve lasso di tempo è quello di introdurre i plasmidi codifica le proteine ​​pertinenti direttamente nei nuclei delle cellule coltivate su filtro polarizzato supporta l'utilizzo di tecnica microiniezione. Questo è spesso combinata con la co-iniezione di plasmidi reporter che codificano recettori di membrana plasmatica che sono specificamente ordinati al dominio apicale o basolaterale. Un carico di frequente utilizzato per analizzare carico ordinamento al dominio basolaterale è un allele sensibile alla temperatura del virus della stomatite vescicolare glicoproteina (VSVGts045) 10. Questa proteina non può piegare correttamente a 39 ° C e sarà quindi mantenuto nel reticolo endoplasmatico (ER), mentre la proteina regolatrice di interesse è assemblata nel citosol. Uno spostamento a 31 ° C, quindi consentire VSVGts045 piegare correttamente, lasciare il Pronto Soccorso e viaggiare alla membrana plasmatica 11. Questa caccia viene di solito effettuata in presenza di cicloesimide per evitare ulteriori sintesi proteica che porta a ottenere risultati più nitidi. Qui si descrivono in dettaglio la procedura di microinjecting plasmidi in cellule polarizzate e successive incubazioni compresi turni di temperatura che permettono una analisi completa delle proteine ​​regolatrici coinvolte nella selezione basolaterale.

Protocol

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1. Isolamento del DNA plasmidi

  1. Utilizzare un Sigma-Aldrich privo di endotossine maxiprep kit per la preparazione del DNA libero endotossina secondo il protocollo del produttore. Questo kit funziona per noi, perché rimuove in modo efficace qualsiasi endotossine da preparazioni di DNA. Endotossine che vengono iniettati con il DNA nei nuclei delle cellule porterà alla morte cellulare.
  2. Aggiungere 100 ul fenolo / chlorofom / isoamylalcohol (25:24:1) al DNA isolato, vortice e gira per 1 minuto a 13.000 giri al minuto in una microcentrifuga Eppendorf. Trasferire la fase superiore acqua in un nuovo tubo e aggiungere 100 ul cloroformio / isoamylalcohol (2....

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Discussion

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Le fasi più critiche per un esperimento di microiniezione di successo sono la qualità e la purezza del DNA e la polarità delle cellule. Senza cellule polarizzate, il controllo iniezione sarà già mistargeted VSVG e l'esperimento non può essere utilizzato. Se il DNA è di scarsa qualità, il DNA può intasare l'ago dell'iniezione porta a scarsa o assente espressione della proteina desiderata a tutti. Inoltre, è consigliabile utilizzare i plasmidi di espressione che sono conosciuti per portare a livelli di alta es.......

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Disclosures

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Nessun conflitto di interessi dichiarati.

Acknowledgements

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Questo lavoro è stato finanziato da una sovvenzione da parte del National Institutes of Health (GM070736) a H. Fölsch. SF Ang è stato sostenuto da una borsa di studio * Un premio STAR Graduate, e RS Kang è stata sostenuta dalla basi cellulari e molecolari della malattia programma di formazione (GM8061)

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Nome del reagente Azienda Numero di catalogo
Axiovert 200 Microscopio con stadio riscaldato Carl Zeiss Inc Ordine personalizzato
InjectMan NI2 FemtoJet micromanipolatore Eppendorf Ordine personalizzato
Femtotips II (aghi Microiniezione) Eppendorf 930000043
Microloader suggerimenti Eppendorf 930001007
Chiara da 12 mm transwell filtro supporta Corning Costar 3460
Endotossina-free kit maxiprep plasmide Sigma-Aldrich NA0400

References

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  1. Mellman, I., Nelson, W. J. Nature reviews. 9 (11), 833-833 (2008).
  2. Rodriguez-Boulan, E., Kreitzer, G., Musch, A. Nature reviews. 6 (3), 233-233 (2005).
  3. Ang, A. L., Fölsch, H., Koivisto, U. M. The Journal of cell biology. 163 (2), 339-339 (2003).
  4. Kroschewski, R., Hall, A., Mellman, I. Nature cell biology. 1 (1), 8-8 (1999).
  5. Moskalenko, S., Henry, D. O., Rosse, C. Nature cell biology. 4 (1), 66-66 (2002).
  6. Schuck, S., Gerl, M. J., Ang, A. Traffic (Copenhagen, Denmark). 8 (1), 47-47 (2007).....

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Small GTPasesMicroinjection TechniquePolarized Epithelial CellsMDCK CellsPlasmid OverexpressionTemperature Shift AssayCycloheximide TreatmentConfocal MicroscopyBasolateral SortingVSVG Reporter

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